Question

13．如圖所示，固定的光滑豎直桿上套有一質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與水平放置的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧另一端固定在墻壁上的A點(diǎn)，圖中彈簧水平時(shí)恰好處于原長狀態(tài)．現(xiàn)讓讓圓環(huán)從圖示位置（距地面高度為h）由靜止沿桿滑下，滑到桿的底端B時(shí)速度恰好為零．則在圓環(huán)下滑至底端的過程中（　　）

• A． 圓環(huán)所受合力做功為零
• B． 彈簧恢復(fù)原長時(shí)，圓環(huán)的速度最大
• C． 彈簧的彈性勢能和圓環(huán)的動(dòng)能之和一直增大
• D． 彈簧的彈性勢能和圓環(huán)的動(dòng)能之和先減小后增大

Answer 1

分析 分析圓環(huán)沿桿下滑的過程的受力和做功情況，只有重力和彈簧的拉力做功，所以圓環(huán)機(jī)械能不守恒，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒進(jìn)行分析．

解答 解：A、對于圓環(huán)，在整個(gè)過程中動(dòng)能的變化量為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知圓環(huán)所受的合力做功為零，故A正確．
B、對于圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)而言，只有重力和彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，并且只有回到原位置時(shí)彈簧才能恢復(fù)原長，故彈簧恢復(fù)原長時(shí)，圓環(huán)的速度為零，故B錯(cuò)誤；
CD、根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知，彈簧的彈性勢能、圓環(huán)的重力勢能和動(dòng)能之和保持不變，由于重力勢能一直減小，故彈簧的彈性勢能和圓環(huán)的動(dòng)能之和一直增大，故C正確；D錯(cuò)誤．
故選：AC．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵是掌握功與能的關(guān)系和機(jī)械能守恒的條件，明確合力功與動(dòng)能變化有關(guān)，只有重力和彈力做功時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，但對圓環(huán)機(jī)械能不守恒．